Her ay karşımıza çıkan birbirinden ilginç bilimsel hikayelerin hepsini detaylıca ele almaya yeterli zamanın olmaması üzücü bir gerçek. Geçmişte, kaçırmak üzere olduğumuz birçok ilginç bilimsel haberi yıl sonu derlemeleriyle sizlerle paylaşmıştık. Bu yıl ise aylık bir derleme formatıyla karşınızdayız. Ağustos ayının öne çıkanları arasında; Torino Kefeni'nin 3 boyutlu dijital rekonstrüksiyonu, sukulent yapraklarına fosfor enjekte edilerek farklı renklerde parlayan bitkiler elde edilmesi, akıllı anten teknolojileri ve gözlerini yeniden büyütebilme yeteneğine sahip salyangozlar yer alıyor.
Torino Kefeni'nin Dijital Rekonstrüksiyonu
Belki de en ünlü "kutsal emanet" olan Torino Kefeni, çarmıha gerilmiş bir adamın hem ön hem de arka kısmında belirgin bir izini taşıyan eski bir keten bezdir. Efsaneye göre, İsa'nın MS 30 civarında ölümünden sonra kefene sarıldığı söylenir. Ancak modern bilimsel tarihleme yöntemleri, kefenin aslında 1260-1390 yılları arasına tarihlenen ortaçağ kökenli bir eser olduğunu ortaya koymuştur. 3D tasarımcısı Cícero Moraes, kefenin ortaçağ sahtekarlığı olduğuna dair iddiaları daha güçlü kılmak amacıyla 3 boyutlu dijital bir rekonstrüksiyon oluşturdu. Bu çalışma, "Archaeometry" dergisinde yayımlanan bir makalede detaylandırılmıştır.
Moraes, bir çarşafın hem 3 boyutlu bir insan formuna hem de bir bas-relif oyma üzerine nasıl örtüldüğünü simüle eden bilgisayar modelleri geliştirdi. Bu testler sonucunda, kefendeki figürün oyma ile daha uyumlu olduğu sonucuna vardı. Bu durum, kefenin gerçek bir bedene sarılmaktan ziyade sanatsal bir temsil veya ortaçağ eseri olarak yaratılmış olma olasılığını güçlendiriyor. Bu bulgu, kefenin hiçbir zaman gerçek bir bedene sarılmadığını da göstermektedir. Özellikle, insan yüzünün kumaşla sarıldığında daha geniş görünmesi olarak bilinen "Agamemnon maskesi etkisi"nin kefende bulunmaması dikkat çekicidir.
Torino Kefeni'nin orijinalliği konusundaki şüphelerin, daha önce düşünüldüğünden daha eskilere, hatta yüzyıllar öncesine dayandığını belirtmekte fayda var. "Journal of Medieval History"de yayımlanan yeni bir araştırmaya göre, Roma'daki Villa-Médicis'in bir üyesi ve Belçika'daki Katolik Louvain Üniversitesi'nde doktora sonrası araştırmacı Nicolas Sarzeaud, 1370'lerde yazılmış daha önce bilinmeyen bir belge ortaya çıkardı. Bu belgede, ortaçağ bilgini Nicole Oresme, kefeni sahte olarak nitelendiriyor ve bu da kefenle ilgili şüphelerin en eski yazılı kanıtı olarak öne çıkıyor. Ondan önceki en yakın kanıt ise 1389 yılına ait Troyes piskoposu Pierre d’Arcis'in kefeni dolandırıcılık olarak reddettiği kaydıdır.
Gözlerini Yeniden Büyüten Salyangozlar
Bazı salyangoz türlerinin rejenerasyon yeteneklerine sahip olduğu, örneğin bahçe salyangozlarının kopan başlarını yeniden büyütebildiği en azından 18. yüzyıldan beri bilinmektedir. Altın elma salyangozları, gözlerini tamamen yeniden büyütebilirler. "Nature Communications" dergisinde yayımlanan bir makaleye göre, bu salyangozların gözleri insan gözleriyle birçok anatomik ve genetik özelliğe sahiptir. Bu durum, insan gözlerinde görme yetisini geri kazandırma hedefiyle, rejenerasyonun sırrını çözme yolunda salyangozları mükemmel bir aday haline getiriyor.
Salyangozlar laboratuvarda yavaş üreyebilse de, altın elma salyangozları istilacı bir tür olduğu için bu ortamda hızla çoğalmaktadır. Salyangozlar, kornea, ışığı odaklayan bir lens ve milyonlarca fotoreseptör hücreden oluşan bir retinaya sahip "kamera tipi gözlere" sahiptir. Kopan bir gözün yenilenmesinde yaklaşık 9000 genin rol oynadığı düşünülüyor. Bu sayı, süreç başladıktan 28 gün sonra 1.175 gene kadar düşebiliyor, bu da yeni gözlerin tam olarak olgunlaşmasının daha uzun sürebileceği anlamına geliyor. Yeni gözlerin ışığı işleyip salyangozların "görebilmesine" olanak tanıyıp tanımadığı ise daha fazla araştırma gerektiren bir konu.
Ayrıca, insanlarda, farelerde ve meyve sineklerinde beyin ve göz gelişimini kontrol ettiği bilinen bir gen (pax6) üzerinde çalışmak için CRISPR/Cas9 teknolojisi kullanılarak salyangoz embriyolarında mutasyonlar yapıldı. İki işlevsiz pax6 geni olan elma salyangozlarının göz gelişimi olmadan ortaya çıktığı gözlemlendi. Bu durum, söz konusu genin salyangozlarda göz gelişiminden de sorumlu olduğunu düşündürüyor. Bir sonraki adım, bu genin salyangozların gözlerini yenileme yeteneğinde de rol oynayıp oynamadığını ve diğer potansiyel olarak rol oynayan genleri belirlemektir.
Göz Alıcı Parlayan Sukulentler
Geçen yıl ilk genetiği değiştirilmiş parlayan bitki olan Light Bio'nun yeşil renkli "Ateşböceği Petunya"sının piyasaya sürülmesini belki de duymuşsunuzdur. Bu bitkilerin parlaklığı çok yüksek olmasa da ve genetik mühendislik pahalı olsa da, sürdürülebilir aydınlatma için kendiliğinden yanan bitkiler yaratma uzun vadeli hedefi için önemli bir adımdı. Güney Çin Tarım Üniversitesi'ndeki bilim insanları, sukulentlere ticari olarak karanlıkta parlayan ürünlerde kullanılan "artık ışık fosforu" benzeri fosforesan kimyasalları enjekte ederek daha ucuz ve yenilikçi bir yaklaşım geliştirdi. Bu çalışma, "Matter" dergisinde yayımlanan bir makalede açıklanmıştır.
Yazarlar başlangıçta fosfor enjeksiyon deneyleri için sukulentleri düşünmüyorlardı, çünkü daha kalın doku bariyerlerinin fosfor parçacıklarının yüzeye yapışmasına veya köklerin etrafında kümelenmesine neden olacağını düşünüyorlardı; örneğin Çin lahanasının daha iyi bir ortam olacağını düşünüyorlardı. Ancak ilk testler, sukulent Echevedia "Mebina"nın, fosforlar mezofil hücre duvarlarına yüklendiğinde daha yüksek bir yükleme kapasitesine ve daha homojen bir parlaklığa sahip olduğunu gösterdi. İdeal parçacık boyutu yaklaşık olarak bir kırmızı kan hücresi boyutundadır. Hatta farklı parlaklık renkleri: yeşil, kırmızı veya mavi (camgöbeği) oluşturmak için fosforları değiştirebildiler.
Ortaya çıkan fotoğraflar oldukça çekici olsa da, bu yaklaşımdan herkes memnun değil. "New Scientist"ten çevre muhabiri Michael Le Page, makaleyi oldukça sert bir dille eleştirerek, başarıyı "ucuz bir gösteriden" fazla bir şey olarak nitelendirdi. Gerçekten parlayan bitkiler fikrine karşı olmadığını, ideal olarak kendi kalıcı fosforlarını üretecek şekilde genetiği değiştirilmiş olmaları gerektiğini ekledi. Ancak, fiziksel olarak parlayan bileşikleri bitkilere enjekte ederek parlatmanın "hile" olduğunu ve bitkilerin kaçınılmaz olarak öldüğünde potansiyel çevre kirliliği sorunları olabileceğini belirtti.
Sadece Uçarken Dışkılayan Deniz Kuşları
Tokyo Üniversitesi'nden Leo Uesake, deniz kuşlarının kalkış için okyanus yüzeyinde koşmasının biyomekaniğini incelerken alışılmadık bir davranış fark etti. Görüntü kayıtları, bu çizgili fırtına kuşlarının uçuş sırasında sık sık dışkıladığını gösteriyordu. Başlangıçta bunu eğlenceli bulsa da, "Current Biology" dergisinde yayımlanan bir makaleye göre, bunun deniz ekolojisi üzerinde önemli etkileri olabileceğini fark etti. Çünkü deniz kuşu dışkısı yüksek düzeyde azot ve fosfor içerir ve bu nedenle toprağı ve kıyı sularını zenginleştirebilir.
Uesake ve Fransa'daki La Rochelle Üniversitesi'nden yardımcı yazar Katsufumi Sato, deneyleri için 15 çizgili fırtına kuşunun karnına yaklaşık bir silgi boyutunda küçük, geriye dönük kameralar taktılar. Yaklaşık 200 "dışkılama olayı" kaydettiler; bu olayların neredeyse tamamı kuşlar uçarken ve sıklıkla kalkıştan hemen sonra gerçekleşiyordu. Hatta kuşlar uçuş sırasında her dört ila on dakikada bir dışkılıyordu ve saatte vücut kütlelerinin yaklaşık %5'ini atıyordu. Kuşların okyanus yüzeyinde yüzerken değil de havada dışkılamayı tercih etmelerinin nedenine dair Uesake, bunun tüylerini kirletmekten kaçınmanın veya yırtıcıları çekmekten kaçınmanın bir yolu olabileceğini varsayıyor. Veya belki de uçarken dışkılamanın, yüzerken olduğundan daha kolay olduğu düşünülebilir.
Şekil Değiştiren Bir Anten
Bir anten düşününce, muhtemelen televizyon sinyallerini almak için kullanılan klasik ince metal çubuklar akla gelir. Ancak MIT bilim insanları, geometrisi sertlik ve mukavemet gibi mekanik özellikleri belirleyen "metamateryaller" olarak bilinen malzemelerden farklı bir tür anten geliştirdi. Antenleri, şeklini yeniden yapılandırarak frekans aralığını dinamik olarak ayarlayabiliyor ve değişen çevresel koşullara uyum sağlayabiliyor, bu da birden fazla anten ihtiyacını azaltıyor. Bu çalışma, "UIST'25"in Bildiriler Kitabı'nda yayımlanacak bir makalede detaylandırılacaktır. Özel bir düzenleme aracı, lazer kesici kullanılarak özel sürümler oluşturabiliyor.
Söz konusu malzemeler "auxetic metamateryaller" olarak bilinir ve üç farklı geometrik duruma deforme olarak radyasyon özelliklerini (özellikle rezonans frekanslarını) bu süreçte değiştirirler. Bu da antenleri, göğsün genişlemesini tespit ederek birinin nefes almasını izlemek gibi algılama uygulamaları için uygun hale getirir. Meta-anten, iletken esnek akrilik sprey boya ile oluşturulmuş iki iletken katman arasına sıkıştırılmış dielektrik bir kauçuk katmanına sahiptir. Meta-antenleri, bir odadaki aydınlatmayı dinamik olarak ayarlayabilen perdeler ve gürültü engelleme ile şeffaf modlar arasında sorunsuz geçiş yapabilen kulaklıklar gibi uygulamalara entegre ederek prototiplerini test ettiler. Ayrıca, invaziv olmayan biyomedikal algılama veya sıcaklık izleme için akıllı tekstil ürünlerine dokunabilirler.
Yeniden Kullanılabilir "Jöle Buz"
Bozulabilir gıda ürünlerinin nakliyesini sağlamak her zaman bir zorluktur. Gerçek buzla paketleme genellikle messy eriyen su sorununa yol açar, patojenlerin (özellikle deniz ürünlerinden) yayılmasına neden olabilirken, soğuk jel paketleri hacimli ve kompostlanamayan plastik kılıflar içinde bulunur. Kaliforniya Üniversitesi, Davis'teki bilim insanları "jöle buz" adını verdikleri bir alternatif geliştirdi: Yeniden kullanılabilir ve kompostlanabilir bir jelatin olup dondurulabilir ve erirken sızıntı yapmaz. UC-Davis yüksek lisans öğrencisi Jiahan Zou, Amerikan Kimya Derneği'nin Washington D.C.'deki bir toplantısında jöle buzu yapmak için kullandıkları en son tek adımlı süreç hakkında bir güncelleme sundu.
Jöle buzunun ilhamı dondurulmuş tofulardan geldi; tofu, çözüldüğünde içinde depolanan suyu, tıpkı buz gibi salar. Ekip, jelatinin bu sorunu çözebileceğini düşündü, çünkü jelatindeki proteinler hem gıda uygulamaları için güvenlidir hem de hidrojel oluşturmak için birbirine bağlanır. Hidrojelin minik gözenekleri, malzeme çözülürken suyu tutabilir, böylece eriyen su olmaz. Jöle buz, tekrar tekrar kullanıldığında bile normal buzun soğutma verimliliğinin yaklaşık %80'ine sahiptir. En son gelişme ise jöle buzunu, soğuk jel paketleriyle aynı boyutta olan kullanışlı bir kiloluk levhalar halinde yapmak için yeni bir tek adımlı süreçtir.
Jöle buz paketleri herhangi bir şekle uyacak şekilde özelleştirilebilir ve tamamen biyolojik olarak parçalanabilir, sentetik polimer içermez. Hatta bir kompostlama deneyinde domates bitkisi büyümesini iyileştirdiler. Araştırmacılar, gıda koruma uygulamaları, tıbbi nakliye ve biyoteknoloji için ticarileşme yolunda ilk adım olarak teknolojilerini lisansladılar. Zou ayrıca, çıkarılabilir tezgah kaplamaları veya laboratuvarda yetiştirilen et için hücresel iskeleler gibi sürdürülebilir malzemeler için soya proteini gibi tarımsal yan ürünlerin potansiyelini de araştırıyor.
